[实用新型]导电电极一体化防护传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及水温水位探测技术，具体是指一种导电电极一体化防护传感器。

背景技术

传感器在太阳能热水器电子控制系统中用于采集来自储水箱里的水温、水位数据，现有传感器采用的技术方案一如图1所示，每两段导电胶1之间设置有非导电胶2，其中心布置有连接各导电胶部分的导线3，导电胶1部分作为金属电极，非导电胶2部分作为绝缘防护层。采用此种结构存在以下问题：(1)导电胶和非导电胶的结合处在高压气流作用下易损伤或开裂，储水箱内的高低温转换也会使硅胶体产生热胀冷缩现象，也很容易造成传感器的变形，弯曲或开裂；(2)导电胶部分长期在水中，容易形成一层水垢膜，导致其失去导电特性从而失效。

现有的技术方案二如图2所示，各金属电极5裸露在外部，并间隔地镶嵌于各胶体管4部分，导线6连接各金属电极5，金属电极5与胶体管4的间隙处使用液态的胶体填充。采用此种结构存在以下问题：(1)胶体与金属之间的间隙以液体胶体填充，密封性差，容易在结合处进水导致传感器失效；(2)金属电极直接与水接触，长期在水中容易形成一层水垢膜，导致其失去导电特性从而失效；(3)金属电极与导线焊点耐腐蚀性差。

以上两种现有传感器方式，均采用外露式导电电极，为水接触式传感器，传感原理是：在传感器上标定不同的水位段，在每一个水位段上放置一个导电电极，每一个导电电极都连接到传感器探头的最低点的导电电极。利用水的导电性原理，当有水浸泡到传感器标定的不同导电电极后，被浸泡的导电电极就和最低点的导电电极电气导通，被导通的两个导电电极之间的电阻相当于被短路，电阻变小，这样把整个传感器的电阻也变小了。主机通过测量整个传感器的电阻大小，就可以知道水位了。测量水温也是通过置于传感器中的热敏电阻，通过热敏电阻在不同温度下阻值的不同来检测水温。该传感原理也限制了以上两种现有传感器的导电电极必须与水电接触，造成上述缺陷无法得到根本性的克服。

此外，传感器采用不锈钢结构、不锈钢与胶管结合的方式均无法避免水垢的生成以及密封失效的问题，传感器的质量及其使用寿命问题已成为影响太阳能行业发展的瓶颈。

随着传感器技术的发展，基于非接触电场感应式传感技术得到了发展，其采用电场感应原理，由于水本身也是导电体，任何导电体和一个和自身电势不一样的物体(这里是水位探点)接近，都会在两者之间形成电场，而且电场的大小和两者之间的电势差成正比。正是由此，传感器的探点本身和电路连接，由高速脉冲和外围电路驱动，形成了一个较高的电动势，热水器内的水(可以认为是和大地连接，电动势可以认为是0)电动势比探点低，这样两者形成了一个电场，这个电场反馈到水位采集电路，影响了水位采集电路的电动势，这一电动势信号将由中央控制系统的水位采集模块来采集，由水温水位分析处理中心分析前后电动势的变化，通过这样，就可以知道水位的位置。但目前鲜有运用该原理的传感器出现，少数出现的产品亦处于试验阶段，对于传感器所常存在的密封性差、易结水垢等问题仍未得到根本性的解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中的不足之处，提供一种密封性能良好的导电电极一体化防护传感器，用于解决传统水接触式传感器中，外露式导电电极耐腐蚀性差、密封性差、易结水垢等技术问题，提高水温水位传感器的使用寿命，满足传感器产品质量可靠、性能稳定的需求。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

导电电极一体化防护传感器，包括导电电极、电极导线和胶体管；导电电极采用分段结构，间隔地固定于胶体管内部，电极导线连接各段导电电极，导电电极与电极导线密封于胶体管内。

优选的，所述导电电极与胶体管内部的间隙填充有与胶体管同材质的胶体层，采用该设计方案，整个传感器呈完全一体化结构，不仅解决了外露式导电电极耐腐蚀性差、密封性差、易结水垢等技术问题，而且，其机械性能优秀，有效防止了导电电极由于传感器的机械式运动所可能出现的移位。

优选的，所述导电电极通过固定胶固定在胶体管内部，而导电电极与胶体管内部的间隙呈中空状，此种设计方案可降低整个传感器的重量，从而降低成本。

本实用新型的导电电极均置于胶体管内部且由填充材料进行防水密封，有效地避免了导电电极与水的直接接触，因此电极不会产生水垢，避免电极长期与水接触产生水垢而失去导电性能的问题。

所述胶体管为厚度一致、材料均匀、无粘接、无缝隙的一次性成型胶体管材，进一步增强了传感器连接的密封性，保证传感器工作的稳定性和使用寿命。